Анализатор спектра Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

I

Изобретение относится тс paflHOTex-нике и может . использоваться в устройствах автоматического спектрального анализа сигналов, а также в устройствах автоматического измерения ширины спектров сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анализатор, содержащий регулируемый входной усилитель, смеситель, фильтр, индикатор и цепь автоматической регулировки усиления (APy)l.

Однако точность измерений им недостаточна из-за больших искажений, вносимых аналоговой цепью АРУ.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе спектра, содержащем последовательно соединенные входной регулируемый усилитель, смеситель, фильтр и детектор, выход которого через цепь автоматической ре гулировки усиления связан с управляющим входом регулируемого усилителя, а также генератор пилообразного напряжения, подключеннный ко входу гетеродина, выход которого соединен со вторым входом смесителя, цепь автоматической регулировки усиления состоит из последовательно соединенных порогового элемента, генератора импульсов, счетчика и цифроаналогового преобразователя, а также второго порогового элемента и делителя частоты, причем входы обоих пороговых элементов объединены и подключены к выходу детектора, входы делителя частоты подключены ко второму выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу второго порогового элемента, а выход соединен со вторым входом счетчика.

На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра.

Анализатор спектра содержит последовательно соединенные входной :регулируемый усилитель 1, смеситель 2, фильтр 3 и детектор 4. Второй вход смесителя 2 соединен с выходом гетеродина 5, вход которого подключен к выходу генератора 6 пилообразного напряжения. Выход детектора 4 соединён со вторым (управляющим) входом регулируемого усилителя 1 через цепь АРУ, которая выполнена в виде последовательно соединенных порогового элемента 7, генератора 8 импульсов, счетчика 9 и цифроаналогов.ого преобразователя (ЦАП) 10. Между выходом детектора 4 и вторым входом счетчика 9 включены последовательно соединенные второй Пороговый элемент 11 и делитель 12 HacTotbi, второй вход которого подключен ко второму выходу генератора б Пилообразного напряжения. Анашизатсгр спектра работает следующим образом. Исследуемый сигнал прступает йа вход регулируемого усилителя I и преобразуется по частоте с помощью смесителя 2, иа второй вход Kotopor поступает напряжейие згётеродина 5s перестраиваемого гейератором 6 Пилообразного напряжения по.линейному закону, В резуль ате на выходе фильтра 3 появляются частотнь5ё отметки, амплитуйа которых пропорциональна уровням спвктральнь1х составлякицих сигнала. Если амплитуда какой-либо частотнбй составляющей пре высит верхний пороговый уровень Vg вкл1бчаетс я цепь АРУ, работающая сле .Дующим образом. При превышении напряжением на выходе детектора 4 верх него порога Vg на выходе порогового элемента 7 появляется напряжение, которое включает гейератор 8 импуль сов. Импульсы с вьжода генератора 8 поступают на счетный вход счетчика 9, увеличивая число, записанное в счетчике. Цифроаналоговый преобразо ватель (ЦАП) 10 преобразует код это го числа в аналоговое напряжение. При заполнении счетчика 9 растет выходное напряжение ЦАП 10 и усиление регулируемого усилителя 1 умень шается. С появлением очередного так тового импульса усиление уменьшает;ся на величину одного дискрета, при чем тактовые импульсы следуют с такой частотой, что цепь АРУ поддерживает выходное Напряжение детектор 4 практически на постоянном уровне равном Vg. Усиление измерительного 1,4 тракта продолжает уменьшаться до тех пор, пока напряжение на выходе детектора 4 возрастает. В момент достижения максимума амплитуда частотной отметки оказывается примерно равной напряжению верхнего порога .V,,. Затем напряжение на выходе деотектора 4 начинает уменьгааться и становится меньше порогового значения. Напряжение на выходе порогового элемента 7 становится равным нулю и генератор 8 импульсов блокируется. Число в счетчике 9 перестает Изменяться и напряжение на выходе ЦАП 10 фиксируется. Таким образом, после окончания цикла перестройки гетеродина 5 усиление регулируемого усилителя 1 оказывается подобранным так, что амплитуда наибольшей спектральной составлающей равна величине Vg, т.е. произошла нормировка спектра сигна-, . Ла. При следующем цикле перестройки гетеродина соотношение спектральных составляющих нормированного спектра строго сохраняется, поскольку усиление тракта остается постоянным. Искажений спектра не происходит. При каждом цикле в момент обратного хода генератора б пилообразного напряжения на счетный вход .делителя, 2 частоты поступает импульс. ОднЖKbj если при следующем цикле перестройки гетеродина 5 хотя бы одна составляющая спектра на выходе детектора 4 превысит нижний пороговый зфовень V.., производится установка делителя 12 частоты в начальное (нулевое) состояние. Если сигнал выключился или его уровень уменьшился настолько, что наибольшая спектральная составляющая стала меньше нижнего порогового уровня Уц , делитель I2 начинает заполняться импульсами с выхода генератора 6 пилообразного напряжения. Через число циклов, равное . коэффициенту деления делителя 12 частоты, на его выходе появляется сигнал, устанавливающий счетчик 9 в нулевое состояние. Напряжение на выходе ЦАП 10 становится минимальным, а усиление регулируемого yc шитeля 1 - максимальным, т.е. чувствительность тракта усиления восстанавливается. Коэффициент деления делителя 12 частоты выбирается с учетом пауз в принимаемом сигнале, чаще всего он находится в пределах 2-4.

5.

Предлагаемый анализатор спектра позволяет существенно повысить точность измерений при визуальном контроле и при автоматическом измерений ширины спектров сигналов за счет резкого уменьшения искажений спектра при нормировании.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные входной регулируемый усилитель, смеситель, фильтр и детектор, выкод которого через цепь автоматической регулиров ки усиления связан с управпякяцим входом регулируемого усилителя, а

также генератор пилообразного напряжения, подключенный ко входу гетеродина, выход которого соединен со вторым входом смесителя, о т л и чающийся тем, что, с целью

ВхоВ

0837816

повьш1ения точности измерений, цепь автоматической регулировки усиления состоит из последовательно соединен ных порогового злемента, генератора S импульсов, счетчика и цифроанапогового преобразователя, а таюке второго порогового злемента и делителя частоты, причем входы обоих пороговых элементов объединены и подключены

to к выходу детектора, входы делителя частоты подключены ко второму выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу второго порогового : элемента, а выход соединен со вторым 1$ входом -счетчика.

Источники информации, ;принятые во внимание при экспертизе

.Мартынов В. А., Селихов Ю. Н. Панорамные приемники и анализаторт спектра. М., 1964, с. 302.

Г2

лL itli f